假如图一的负载位置1是文中的x轴位置给定
负载位置2 是文中的负载位置响应
接下来该在simulink中如何实现文章中的求两者的相位差
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MATLAB的simulink仿真
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引自免费微信小程序:皆我百晓生
为了在Simulink中实现文中描述的相位差计算方法,你需要创建一个简单的模型,包括信号发生器(作为位置给定)、采样保持模块、数据缓冲区、查找匹配值模块以及相位差计算模块。下面是一个详细的步骤指南,按照这些步骤操作即可。
首先,在Simulink环境中新建一个模型,然后添加以下模块:
- Source (Position 1): 这将是你的位置给定,比如正弦波或其他所需的信号。
- Scope: 用于观察输出结果。
- Sample and Hold: 模块用于将连续信号转化为离散信号,便于后续处理。
- Buffer: 存储最近N个采样点的数据。
- Comparator: 对比当前值和缓冲区中的值,找到最接近的点。
- Calculator: 计算相位差。
步骤:
-
添加信号发生器: 添加一个
Sine Wave
模块并设置适当的参数(例如频率、幅度)作为位置给定。 -
添加Sample and Hold: 在信号发生器下方添加一个
Sample & Hold
模块,并将其采样时间设置为控制系统离散化频率的倒数。 -
添加Buffer: 导入或添加自定义模块,该模块应能存储N个最近的采样点。这里我们提供一个简单的缓冲区实现,可以使用MATLAB函数库中的
buffer
函数。function [y, out] = buffer(u, N) if nargin < 2 N = 10; % 默认值,可以根据实际需求调整 end y = zeros(1, N); out = zeros(1, N); if numel(u) > N for i = 1:N y(i) = u(end-i+1); out(i) = u(end); end else for i = 1:length(u) y(i) = u(i); out(i) = u(i); end end end
将这个函数保存为
buffer.m
,然后在Simulink中导入它,创建一个新的子系统,并在子系统内部添加一个常量模块,输入为N(缓冲区大小),连接到buffer
模块的第二个输入端口。 -
添加Comparator: 使用
Lookup Table
模块作为近似匹配查找。首先,你需要创建一个表格,包含所有可能的输入值及其索引。这可以通过MATLAB脚本生成,然后在Simulink中导入。Xk = linspace(-1, 1, 100); % 假设Xk范围从-1到1,有100个点 [~, index] = min(abs(Xk - Xk)); % 索引对齐,这样可以直接使用 lookup_table = table(Xk', index', 'VariableNames', {'Value', 'Index'}); % 保存为MAT-file save('lookup_table.mat', 'lookup_table');
在Simulink中导入这个MAT-file,然后连接
buffer
模块的输出到Lookup Table
模块的输入。 -
添加Calculator: 创建一个自定义模块,计算N-Nx(相位差)。这可以通过MATLAB函数库中的简单函数实现。
function q = calculate_phase_difference(index, N) q = N - index; end
保存这个函数为
calculate_phase_difference.m
,然后在Simulink中导入它,连接Lookup Table
模块的Index
输出到这个模块的输入,并将输出连接到Scope。 -
配置Scope: 配置Scope以显示位置给定(源模块的输出)和相位差(Calculator模块的输出)。
-
运行仿真: 设置合适的仿真时间步长和总时间,然后运行仿真。在Scope中你会看到位置给定和相位差的变化。
注意:这个例子中假设了缓冲区中的数据已经排序,且查找表的构建依赖于给定值的范围。根据实际情况,你可能需要进行一些调整。
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